【文章內(nèi)容簡介】 荷的線路，要經(jīng)過隔離開關，斷路器或負荷開關和高壓熔斷器等控制裝置（一般采用高壓開關柜等成套設備），然后經(jīng)電纜（如圖 4－ 4 中 3QS 回路）或架空線（如圖 4－ 4 中 4QS 回路）引出。 為了計量和觀測電流、電壓等參數(shù)，或接入保護裝置，各條線路都應接有電流互感器，各段母線上都應接有電壓互感器（如在高壓側計量電能，在變壓器高壓側也要接入電壓互感器）。如果需要在 6～ 10kV 側補償無功功率，則母線上應連接控制電容器柜的高壓開關電器。 段 段 圖 4－ 4 總降壓變電所 6～ 10kV側單母線分段的結線方式 18 本 所 電氣主接線 設計 方案 確定礦井 35kV 進線回路 35kV 礦井變電所距 上級供電電源 6km，對上一級供電部分來說是一類負荷，故礦井變電所對礦井采用又被用的雙回路供電，即 35kV 進線為兩路架空線進線。 35kV、 6kV 主接線的確定 因 礦區(qū)變電所（即上一級變電站）距本礦變電所為 6km，對于 35kV電壓等級來說，輸電線路不算遠，可以選外僑，但為了提高礦井供電的可靠性和運行的靈活性，采用全橋更合適 （全橋接線即在外僑接線的基礎上，再在 兩進線回路上裝設兩個斷路器及隔離開關，成為由五個斷路器組成的接線形式）。 故確定本礦 35kV 系統(tǒng)為雙回路的全橋接線系統(tǒng)。35kV架空線路由兩條線路送到本礦變電所，正常時兩臺變壓器分裂運行。 6kV 主接線根據(jù)礦井為一類負荷的要求和主變壓器是兩臺的情況確定為單母線分段接線方式。 35kV 母線和 6kV 母線，正常時均處于斷開狀態(tài)。本所母線分段用斷路器分段，這不僅便于分段檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。 19 5 短路電流計算 短路 電流 計算的目 的 在變電站的電氣設計中，短路電流計算 是其中的一個重要環(huán)節(jié)。短路電流計算的目的主要有以下幾方面 (1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 (2)在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊值，用以校驗設備動穩(wěn)定。 (3)在設計屋 外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離。 (4)在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 (5)接地裝置的設計，也需用短路電流 。 短路電流計算中 需要計算的數(shù)值 次暫態(tài) 短路 電流 39。I ,即三相短路電流周期分量第一周期的有效值。它可供 計算繼電保護裝置的整定值和計算短路沖擊電流 shi 及短路全電流最大有效值 shI 之用。 應注意：應該用電 力系統(tǒng)在做大運行方式下，繼電保護裝置安裝處發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流計算保護裝置的整定值；而用電力系統(tǒng)在最小運行方式下， 繼電 保護裝置保護范圍最遠點發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流校驗保護裝置的靈敏度。因此，計算時應分別計算這兩種運行方式下的 次暫態(tài)短路電流 值。 次暫態(tài) 三相 短路 容量 39。S ，用來判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值 、作為選擇腺瘤電抗器的依據(jù)，并可供下一級變電所計算短路電流之用； 短路發(fā)生后 秒時的短路電流周期分量有效值 ,可用來校驗 20 開關電器的額定斷流量； 短路發(fā)生后 秒時的三相 短路 容量 ，可用來校驗開關電器的額定斷流容量； 短路電流穩(wěn)態(tài)有效值 ?I ,可用來校驗設備、母線及電纜的熱穩(wěn)定性； 短路沖擊電流 shi 及短路全電流最大有效值 shI ，可用來校驗電器設備、載流導體及母線的動穩(wěn)定性。 三相 短路電流計算計算的步驟 根據(jù)供電系統(tǒng)繪制等 值網(wǎng)絡 （ 1） 選取基準容量 Sj和基準電壓 Uj，并根據(jù)公式?jīng)Q定基準電流值 Ij。 （ 2）求出系統(tǒng)各元件的標么基準電抗，將計算結果標注在等值網(wǎng)絡圖上。 （ 3） 按等值網(wǎng)絡各元件的聯(lián)接情況，求出由電源到短路點的總阻抗*?X 。 （ 4）按歐姆定律求短路電流標么值：對于電源是無限大容量的系統(tǒng)，其短路電流標么值 *I 可按公式 51 求出： *** 1 SXI ?? ? （ 51） 且短路后各種時間的短路電流標么值與短路容量標么值都相等，即 ** 39。*39。** 39。*39。 ?? ????? SSSIII （ 5） 求短路電流和短路容量；為了向供電設計提供所需的資料，應確定下列幾種短路電流和短路容量： ① 求出當 t=0 時的短路電流 39。I 和短路容量 39。S ； ② 求出當 t= 秒時的短路電流 和短路容量 ； ③ 求 出當 t=∞時的短路電流 ?I 和短路容量 ?S ； ④ 求出短路沖擊電流 shi 和短路全電流最大有效值 shI jIIIII ???? ? *39。39。 kA jSISSS ???? ? *39。39。 MVA (52) 21 39。39。 Iish ? kA 39。39。 IIsh ? kA 短路電流計算 過程 短路電流計算系統(tǒng)如圖 45 所示， 短路點選取 35kV 母線邪側、 6kV母線側及 6kV 各出線回路末端，各元件參數(shù)可由表 11 中獲得。 輸電線路、主變壓器和下井電纜均為一臺（路）工作，一臺（路）備用。 該電源為無限大容量，其電抗標么值 0*?X ,最大運行方式下，系統(tǒng)阻抗為 *minsX =，最小運行方式下，系統(tǒng)阻抗為 *maxsX =，離上一級變電所距離為 6km。 主變壓器為兩臺，每臺容量為 8000kVA，%kU =。 線路電抗： 對于電纜 01x = /km，架空線 02x = /km。此外， 當同步電動機在同一地點總裝機容量大于 1000kW 時，高壓異步電動機在同一地點的同時運行的總裝機容量大于 800kW 且短路點就在異步電動機端頭時，要考慮其作為附加電源對短路電流的影響。 選取基準容量 jS =100MVA 計算 1k 點時，選取 1jU =37kV， 3731003 11 ???? jjj USI kA 計算 132 ~kk 點時，選取 2jU =， 03 22 ???? jjj USI kA 。 等值電路圖如圖 51所示，圖中元件所標的分數(shù)，分子表示元件編號，分母表示元件電抗標么值。 22 1 0. 36 圖 51 等值電路圖 各短路點短路計算 （ 1） 1k 點短路 （ 35kV） ① 最大運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* m in* ?????? Ls XXX 短路電流標么值 ： 11 ** ??? ?XI 則： 最大運行方式下 1k 點短路時的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ??????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： 23 1 8 51 0 *39。39。 ??????? ? jSISSS MVA ②最小運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* m a x* ?????? Ls XXX 短路電流標么值： 11 ** ??? ?XI 則： 最小運行方式下 1k 點短路時的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期分量： *39。39。 ??????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： 1 1 51 0 *39。39。 ??????? ? jSISSS MVA （ 2） 2k 點短路 （ 6kV 母線） 因主扇風機（同步電動機）、主提升機（異步電動機）均構成附加電源，因此要考慮電動機反饋的影響，但異步電動機僅對短路沖擊電流有影響。 S1支路提供的短路參數(shù) ： ①最大運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* 1* m i n*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標么值： 11*1*1 ??? ?XI 則： 最大運行方式下 2k 點短路 時， S1支路提供的短路參數(shù) 為： 24 次暫態(tài)電流周期分量： *1)(1)(139。39。1 ???????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *1)(1)(139。39。1 ??????? ? jSISSS MVA ② 最小運行方式下 短路回路電抗標么值為： * 1* 1* m a x*1 ???????? TLs XXXX 短路電流標么值： 11*1*1 ????XI 則： 最小運行方式下 2k 點短路時 ， S1支路提供的短路參數(shù) 為： 次暫態(tài)電流周期分量： *1)(1)(139。39。1 ???????? ? jIIIII kA 短路電流沖擊值： 39。39。11 ???? Ii sh kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。11 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *1)(1)(139。39。1 ??????? ? jSISSS MVA S2支路提供的短路參數(shù)： S2支路為異步電動機構成的附加電源，故只考慮其對短路沖擊電流的影響。 異步電動機提供的沖擊電流 shMi 可由公式 53計算： 25 NMshNMshshM IXEkIIki *39。*39。39。*39。 22??? （ 53） 式中 NMI — 電動機的額定電流； shk — 電動機 反饋電流沖擊系數(shù)，對于高壓電動機取 shk =～ ，對于低壓電動機取 shk =1 39。*39。E — 異步電動機的電勢平均值 39。*39。E =， 則： S2支路的額定電流為：（取 ? =） os3 ?????? ??NMNMNMNM U PI kA S2 支路電抗為： * 1* 3* ?????? ML XXX 由 公式 53可得， S2支路提供的短路沖擊電流為： *39。*39。39。*39。 ??????? ? NMshNMshs hM IXEkIIki kA S3支路提供的短路參數(shù)： 取 ? =， ?cos =，則該支路的額定電流為： 1c os3 ?????? ??NMNMNMNM U PI kA 考慮到同步電動機一般裝有低壓保護裝置，當 t 秒后，開關跳閘，故它對穩(wěn)態(tài)短路電流無影響，利用 *MZX +=（ 是考慮查具有 阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線時，計算電抗需增加的數(shù)值）查具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機計算曲線，得： *0?I , * ?I , * ??I 則： 次暫態(tài)電流周期分量： *039。39。3 ????? NMIII kA t= 秒時的短路電流周期分量有效值： * )(3 ????? NMIII kA t=∞時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值： *)(3 ????? ?? NMIII 26 短路電流沖擊值： 39。39。33 ???? Iish kA 短路全電流最大有效值 ： 39。39。33 ???? II sh kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量 ： *039。39。 ???? NMSIS MVA 短路發(fā)生后 秒時的三相 短路 容量 ： * ???? NMSIS MVA t=∞時的 三相 短路容量： * ???? ?? NMSIS MVA 故： ① 最大運行方式下 2k 點短路時的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)電流周期 分量： 39。39。339。39。139。39。 ????? III kA t= 秒時的短路電流周期分量有效值： )(3)( ????? III kA t=∞時短路電流穩(wěn)態(tài)有效值： )(3)(1 ????? ??? III kA 短路電流沖擊值： ??????? shs h Mshsh iiii kA 短路全電流最大有效值 ： ????? shshsh III kA 次暫態(tài) 三相 短路 容量： 39。39。339。39。139。39。 ????? SSS MVA 短路發(fā)生后 秒時的三 相 短路 容量： )(3)( ????? SSS MVA t=∞時的 三相 短路容量： 27 )(3)(1 ????? ??? SSS MVA ② 最小運行方式下 2k 點短路時的短路參數(shù)為： 次暫態(tài)